Introdução ao Geoprocessamento:
Laboratório 1
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
2 - SPRING Básico para Principiantes
Gilberto Câmara
Antônio Miguel Vieira Monteiro
Eymar Lopes
SER-300
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
 Algumas Definições Necessárias
Dado é tomado como a representação primária (primeira) de
uma medida, ou conjunto de medidas, para uma propriedade ou
fenômeno de interesse ;
Informação é uma transformação sobre o conjunto de Dados ;
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
Informação = T (Dado)
Onde:
T pode ser:
• um mapeamento por função linear (n-dimensional)
• um mapeamento por função não-linear
• um mapeamento pela função Identidade (Dado = Informação)
• um mapeamento probabilístico
• um mapeamento possibilístico
• um mapeamento por lógica (qualquer lógica!)
• um mapeamento cognitivo
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
Sistemas de Informação são aqui tratados como sistemas
que operam Transformações sobre uma base de Dados
armazenada em meio digital quando solicitado por um Agente,
objetivando gerar a Informação necessária aos propósitos
delimitados pelo escopo daquela interação ;
Banco de Dados Geográficos-BDG (Base) podem ser vistos
como sofisticados “repositórios” (armazenamento, acesso, integridade,
consulta e gerência) de Dados e Informações que têm uma
dimensão espacial e temporal , isto é, existem em algum “lugar”
e em algum “momento”;
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
Sistemas de Informação Geográfica são os Sistemas de
Informação que podem ser projetados e construídos para
operar sobre uma ou mais Bases para atender as mais diferentes
demandas de Agentes sociais, naturais ou artificiais, e que aqui
chamamos também de Aplicações Geográficas;
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
Lidando com a Complexidade do Mundo Geográfico
“Real” : Método da Decomposição
• Divida o problema em sub-problemas de complexidade
menor;
Para uma Aplicação Geográfica temos a complexidade dos
Dados, das Informações e de suas Relações, que são o
substrato para o mapeamento de comportamentos e
processos observados no mundo geográfico real ou no
universo ontológico do observador.
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
Análise de Requisitos: Instrumento para a
Decomposiçao
Base para o Desenho Conceitual de Aplicações Geográficas
Elemento Essencial: O Observador
• Os Observadores são Agentes sociais, individuais ou
coletivos, que possuem Demandas de Informação;
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
Um Rápido Exemplo: Identificando Observadores
Professores, Diretores e o Secretário Municipal de Educação
• 3 Observadores
• Cada Observador possui diferentes Demandas de
Informação
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
Observador: Professores
Escala de Observação :
Unidade Escolar
Demanda de Informação:
¿ Que linhas de ônibus servem a minha escola ?
¿ Qual a parada de ônibus mais próxima hoje ?
¿ Quantas aulas darei hoje? E amanhã ?
¿ Quantos alunos têm minha turma ?
¿ Onde está localizada a sala para a minha aula de hoje ?
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
Observador: Diretor
Escala de Observação :
Unidade Escolar
Demanda de Informação:
¿ Qual o orçamento da minha escola para este ano?
¿ Quantas salas tenho e onde estão localizadas ?
¿ Quem está na sala 5 agora ?
¿ Quantos professores tenho na escola?
¿ Quais professores deveriam estar na escola e onde eles
deveriam estar agora ?
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações
Geográficas
Observador: Secretário
Escala de Observação : Conjunto de Unidades Escolares/Unidade Escolar
Demanda de Informação:
¿ Qual o orçamento da escola X para este ano?
¿ Qual a demanda por vagas na escola Y ?
¿ Que escolas de ensino Fundamental estão mais Próximas
da Escola K ?
Um Exemplo: Um Aplicativo Geográfico
Modelado e Implementado com o apoio
do SPRING
O Problema:
Uma Equipe de Planejamento no Distrito
Federal está trabalhando para criar alguns
subsidios necessários aos estudos de
regionalização do DF, para atender as
demandas da cidade de maneira mais racional
e com mais qualidade.
Um Exemplo: Um Aplicativo Geográfico
Modelado e Implementado com o apoio
do SPRING
Observador: Equipe de Planejadores
Escala de Observação : Área do Plano Piloto do DF
Demanda de Informação:
Quais os usos e cobertura na região do Plano Piloto;
Quais são as quadras da asa norte e asa sul do Plano
Piloto de classe de utilização residencial, suas áreas,
número de casas e moradores;
Que áreas se encontram em determinadas cotas
altimétricas;
Como utilizando as vias de circulação de automovéis
se vai de um ponto a outro na região do Plano Piloto;
Um Exemplo: Um Aplicativo Geográfico
Modelado e Implementado com o apoio
do SPRING
Traduzir para uma linguagem de engenharia: Redução de
ambiguidades e precisão de termos ( muitas vezes com
simplificação do problema!)
Identificar VERBOS e NOMES a partir das Demandas
de Informação:
Quais os usos e cobertura na região do Plano Piloto;
VERBO - Identificar
NOMES - Usos e Cobertura do SOLO URBANO
 Definir TIPOS de uso e cobertura
Modelagem de Dados - SPRING
objetos
campos
temático
numérico
solos
topografia
cadastral
imagem
TM
declividade
propriedades
atributos
mapa de
propriedades
Universo Matemático (Conceitual)
Modelagem de Dados em Geoprocessamento
Banco Dados
Geográfico
part-of
part-of
Objeto nãoespacial
is-a
Plano de
Informação
part-of
is-a
Mapa
Geo-Objetos is-located-in
Geo-campo
is-a
Mapa
Temático
is-a
MNT
Geo-objeto
is-a
Imagem
Sensor Remoto
is-a
Mapa
Cadastral
is-a
Mapa
Redes
Banco de Dados
Geográficos
part-of
part-of
Plano
Informação
Geo-objeto
Geo-campo
is-a
part-of
Cadastral
is-mapped-in
is-a
Não-espacial
Numérico
Temático
Matriz
TIN
Amostras
Isolinhas
Poligono
Linha
Ponto
Universo Estrutural
Modelagem de Dados em Geoprocessamento

As diversas entidades formais são mapeadas para representação gráficas
(geométrica) utilizadas no modelo, podendo ser especializadas entre as
representações matricial (“raster”) e vetorial.
Plano
Informação
is-repres.-in
Represen.
Geométrica
is-a
is-a
Represen.
Represen.
Matricial
Vetorial
OMT-G: Imagem
IMAGEM
é representado em
Representação
Geométrica
Imagem
é um
Representação
Matricial
é um
Conjunto de células de uma matriz 2D
com
valores inteiros e finitos
* Obtida a partir de Sensores Remotos
OMT-G: Temático
Mapas Temáticos
é re pre s e ntado e m
é um
Representação
Geométrica
é um
Representação
Matricial
Representação
Vetorial
é um
é um
Imagem Temática
Conjunto de células de uma matriz 2D
de números inteiros (índices deTab. de
Cores)
* Gerada a partir de mapeamentos de
imagens classificadas ou conversão
vetor - matriz
Temático
Mapas vetorias constituídos de Nós
2D, Linhas 2D e Polígonos
* Gerados a partir da digitalização de
bases existentes, mapeamentos ou
conversão matriz - vetor
OMT-G: Geocampos Numéricos
Modelo Numérico
de Terreno
é re pre s e ntado e m
é um
Representação
Matricial
Representação
Geométrica
é um
é um
Representação
Vetorial
é um
é um
ISOLINHA
é um
Conjunto de Linhas 2D com
mesmo valor de cota
* Altimetria
* Curvas de Isovalores
magnéticos
GRADE RETANGULAR
Conjunto de células de uma
matriz 2D
* Gerada a partir de Isolinhas e/
ou Pontos Cotados, Grade
Triangular ou outra Retangular
PONTOS COTADOS
Conjunto de Pontos com
coordenadas 3D (x,y,z)
* Pontos Altimetria
* Amostras de Solo (geoquímica)
GRADE TRIANGULAR
Conjunto de Linhas 2D
conectadas a Nós 3D
* Gerada a partir de Isolinhas e/
ou Pontos Cotados (c/ ou s/
linhas de quebra)
OMT-G: Objeto e Cadastro
Geo-objeto
é representado em
Representação
Geométrica
Cadastro
é um
Representação
Vetorial
é um
Mapas vetorias constituídos de Nós
2D, Linhas 2D e Polígonos
* Gerados a partir da digitalização de
bases existentes, mapeamentos
(levantamento topográfico, gps e
trena)
OMT-G: Geo-Objeto e Redes
Mapa de Redes
Redes
é re pre s e ntado e m
Representação
Geométrica
é um
Representação
Vetorial
Mapas vetorias constituídos de Nós de
rede 2D e Linhas 2D orientadas
é um
* Gerados a partir da digitalização de
bases existentes, mapeamentos
(levantamento topográfico, gps e
trena)
Operações Geográficas
Exemplo de representação para operação entre Dados geográficos Modelados
“quanto da área urbana de Brasília encontra-se em uma classe de
baixa aptidão ao uso”.
Us o_Te rra
Aptidão
Mapa Temático c/
classes de uso
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Mapa de Classes de
Aptidão ao Uso
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Tabular
PI's
Relatório de
Tabulação
Cruzada
Mapa de Uso da Terra
Im age ns
Im age ns
Imagens Landsat não georreferenciadas
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Registrar
Imagens
Imagens Landsat
georreferenciadas
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Imagem clas
Mapeamento
p/ classes
temáticas
Imagem Classificada
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Us o_Te rra
Mapa Temático c/
classes de uso
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Segmentação /
Classificação
Mapa de Aptidão
Solos
De clividade
Mapa Temático c/
classes de declividade
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Mapa Temático c/
classes de declividade
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Cruzar
PI's
(LEGAL)
Aptidão
Mapa de Classes de
Aptidão ao Uso
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Mapa de Declividade
Altim e tria
Curvas de Nível
importadas ou
digitalizadas
Altim e tria
Pontos Cotados
importados ou
digitalizados
Declividade
Gerar Grade
Triangular
Grade Retangular c/
valores de Declividade
(em % ou graus)
(matriz 2D de Num.reais)
Fatiamento
p/ classes
temáticas
Altim e tria
Grade triangular c/
valores de Altimetria
(Linhas 2D e Nós 3D)
Gerar
Declividade
Altim e tria
Gerar Grade
Retangular
Grade Retangular c/
valores de Altimetria
(matriz 2D de Num.reais)
De clividade
Mapa T emático c/
classes de declividade
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Mapa de Solos
Dados de
Solos em
outro
sistema
Importação
de Dados
Solos
Mapa Temático c/
classes de declividade
(Polígonos com Linhas
2D e Nós 2D)
Solos
Mapa Temático sem
ajustes (Polígonos com
Linhas 2D e Nós 2D)
Converter
Vetor- Matriz
Solos
Edição (Ajuste e
Poligonalização)
Mapa Temático c/
classes de declividade
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Operação Geográfica - Mapa Cadastral de Quadras
“apresente quais quadras do eixo central de Brasília tem declividade média entre 2 a 3
graus e estão na classe de baixa aptidão”.
Dados c/
Atributos
não
espaciais
Dados c/
Limites de
Quadras
Dados c/
Identificação das
Quadras
Importação
de Dados
Importação
de Dados
Importação
de Dados
Quadras
Quadras
Atributos
- Asa, Populc., etc
- Aptidão
- Decliv. médio
Mapa Cadastral com
Objeto Quadras
Operação de Média
Zonal sobre objeto
Quadras
De clividade
Grade Retangular c/
valores de Declividade
(em % ou graus)
(matriz 2D de Num.reais)
Aptidão
Mapa de Classes de
Aptidão ao Uso
(matriz 2D de Num.
Inteiros)
Operador de Maioria
Zonal sobre objeto
Quadras
Modelagem Conceitual da Base
BANCO DE DADOS
GEOGRÁFICO
é parte de
é parte de
Mapas
(planos de
informações)
Geo-Campo
é um
é um
Uso da T erra
é um
Numérico
é um
Rede de
Drenagem
está ligado a
Não-Espacial
está
mapeado
em
é um
T emático
Geo-Objetos
(setores, quadras e
estradas)
é parte de
é um
Imagem de SR
T M-Landsat
é um
Cadastral
é um
Altimetria
(grade e
amostras)
mapeado em
é um
Cadastro de
Setores
Redes
é um
Cadastro de
Quadras
é um
Rede de
Estradas
Modelagem
OMT-G da
Plano Piloto
U
Base
C
Declividade
Base Altimétrica
1...*
1...*
Isolinhas
Rede de Drenagem
1...*
1...*
SETOR
Pontos Cotados
1...*
1...*
C
1...*
Represa / Lago
Rios
Imagens
1...*
Imagens de Satélite
Imagens
Rios
1...*
Imagens
1...*
Fotos Aéreas
E
1...*
1...*
Estradas
Rios
1...*
Uso_Terra
1...*
Estradas Estaduais
1...*
Estradas Municipais
QUADRA